寧 永 生

(重慶市設(shè)計(jì)院, 重慶 400015)

0 引 言

智能照明控制通過(guò)節(jié)能模型、智能開(kāi)關(guān)、智能調(diào)光、紅外傳感器實(shí)現(xiàn)“人來(lái)燈亮,人走燈滅”或“人來(lái)燈亮,人走燈暗”,采用各種燈光場(chǎng)景設(shè)定與分區(qū)照明等一系列照明控制策略,可實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能和綠色照明。據(jù)統(tǒng)計(jì),建筑室內(nèi)照明智能控制中照明節(jié)能率可達(dá)15%～75%。

隨著LED等節(jié)能光源的廣泛應(yīng)用及其與照明智能控制融合,超越傳統(tǒng)照明功能的智能照明控制系統(tǒng)能充分有效發(fā)揮照明節(jié)能的潛能,在光源充分節(jié)能的基礎(chǔ)上通過(guò)控制手段節(jié)約能源,實(shí)現(xiàn)綠色照明。特別對(duì)于5A辦公樓,照明場(chǎng)所功能多樣,照明負(fù)荷占比較大,并且對(duì)辦公環(huán)境和照明場(chǎng)景要求較高,因此智能照明控制技術(shù)顯得尤為重要[1-3]。

1 項(xiàng)目概況

西南某證券大樓總建筑面積為11.8萬(wàn)m2,其中地上建筑面積為7.6萬(wàn)m2,地下建筑面積為4.2萬(wàn)m2,地上39層,地下6層,建筑總高度為198.6 m。該工程擬建5A寫字樓,主要包括證券總部辦公和文化區(qū),與證券業(yè)相關(guān)的銀行、基金、信托、保險(xiǎn)、擔(dān)保及律師、會(huì)計(jì)師、審計(jì)師事務(wù)所等中介機(jī)構(gòu)辦公區(qū);配套設(shè)施為展覽廳、多功能廳、會(huì)議中心、餐廳、廚房、健身中心、商務(wù)中心、數(shù)據(jù)機(jī)房、地下車庫(kù)及設(shè)備用房等。

2 照明控制系統(tǒng)要求

該工程按照5A辦公樓進(jìn)行常規(guī)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括一般工作照明、疏散照明和應(yīng)急照明。應(yīng)急照明和疏散照明采用智能應(yīng)急照明系統(tǒng)。一般工作照明按照樓層設(shè)置照明總箱,按區(qū)域或辦公室設(shè)置若干分箱;車庫(kù)按照防火分區(qū)設(shè)置照明配電箱。整個(gè)辦公大樓一般工作照明控制采用智能照明控制系統(tǒng)。各個(gè)分區(qū)控制要求如下:

(1) -6F～-1F車庫(kù)。地下車庫(kù)照明采用分區(qū)控制,車庫(kù)的照明分為車道照明和車位照明,智能照明采用分時(shí)段控制模式,工作日8∶30～10∶00,車道和車位照明全部打開(kāi);10∶00～17∶00,關(guān)閉50%車道和車位照明;17∶00～18∶30,打開(kāi)全部車道和車位照明;18∶30～20∶00,關(guān)閉50%車道和車位照明;20∶00～8∶30,關(guān)閉車道和車位一般照明,開(kāi)車庫(kù)標(biāo)識(shí)照明;節(jié)假日8∶30～18∶00,打開(kāi)25%車道和車位照明;節(jié)假日其他時(shí)段,只開(kāi)車庫(kù)標(biāo)識(shí)照明。

(2) 1F大廳。大廳要求通過(guò)智能控制調(diào)光最大限度地提供舒適的環(huán)境?？拷獯暗臒艟叻只芈穯为?dú)控制,充分利用自然光,實(shí)現(xiàn)日照自動(dòng)補(bǔ)償,當(dāng)自然光達(dá)到要求時(shí)關(guān)閉部分靠外窗的燈具,以達(dá)到節(jié)能。系統(tǒng)能夠根據(jù)大樓的運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)調(diào)整燈光效果。

(3) 2F～6F會(huì)議室、報(bào)告廳、咨詢廳、餐廳。根據(jù)各個(gè)場(chǎng)所的使用情況和場(chǎng)景要求由智能照明控制系統(tǒng)自動(dòng)管理,系統(tǒng)能根據(jù)不同場(chǎng)所的運(yùn)行時(shí)間和要求自動(dòng)調(diào)整燈光效果。

(4) 7F～39F辦公室。智能照明控制系統(tǒng)對(duì)辦公室采用不調(diào)光控制,上班時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮辦公室燈具,下班時(shí)關(guān)閉燈具;如果有人加班,則由安裝于辦公室入口的智能傳感器點(diǎn)亮加班人員所在區(qū)域的燈具。

3 智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 智能照明控制系統(tǒng)的選擇

目前,主流的智能照明控制系統(tǒng)是總線式智能照明控制系統(tǒng),包括基于分布式控制總線(Distributed Control System,DCS)原理和現(xiàn)場(chǎng)控制總線(Field Control System,FCS)原理的控制系統(tǒng),而在建筑照明領(lǐng)域,現(xiàn)場(chǎng)控制總線居多。

現(xiàn)場(chǎng)控制總線是由一系列基于微處理機(jī)的分布式智能控制模塊組成的控制總線,可脫離主控設(shè)備運(yùn)行,不會(huì)因上位機(jī)故障而癱瘓,可靠性高?；诂F(xiàn)場(chǎng)控制總線的智能照明控制系統(tǒng),遵循ISO/OSI、TCP/IP 通信協(xié)議和IEEE 802局域網(wǎng)(以太網(wǎng)) 標(biāo)準(zhǔn),有與這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的開(kāi)放性能、通信帶寬、傳輸速率、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹，F(xiàn)場(chǎng)控制總線式智能照明控制系統(tǒng)的底層遵循IEEE 802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),采用非屏蔽五類線?？偩€式智能照明控制系統(tǒng)可以擴(kuò)展成中、大型智能照明控制網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)場(chǎng)控制總線式智能照明控制系統(tǒng)具有開(kāi)放性,運(yùn)用智能網(wǎng)關(guān)、智能路由器、交換機(jī)、光纖與光纖交換機(jī)或無(wú)線基站AP,可以與任意不同通信協(xié)議的有線或無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),如通過(guò)RS-485、WLAN、WiFi、ZigBee、DMX512、GPRS/3G、4G等,既可靈活升級(jí)或擴(kuò)展成為多功能、遠(yuǎn)程控制的開(kāi)放系統(tǒng),又可實(shí)現(xiàn)任意地域的筆記本、智能手機(jī)、平板電腦等手持終端的無(wú)線移動(dòng)式燈光場(chǎng)景監(jiān)控。

智能照明控制系統(tǒng)在多年發(fā)展過(guò)程中已從照明控制延伸成為智能建筑、樓宇自動(dòng)化與建筑能源管理系統(tǒng)。該工程選用C-Bus總線照明控制系統(tǒng)。

3.2 C-Bus總線運(yùn)行原理

C-Bus智能照明是分布式、總線型的控制系統(tǒng),其內(nèi)置微處理器,通過(guò)一條非屏蔽雙絞線(UTP5)作為總線連接。C-Bus系統(tǒng)的執(zhí)行需要軟件設(shè)置,每個(gè)單元都有一個(gè)單元地址,軟件通過(guò)此地址設(shè)定各個(gè)單元的具體功能。當(dāng)軟件設(shè)定完成時(shí)輸入單元獲得信號(hào),通過(guò)C-Bus網(wǎng)絡(luò)對(duì)辦公室等場(chǎng)所照明進(jìn)行控制。C-Bus總線控制原理如圖1所示。

圖1 C-Bus總線控制原理

3.3 智能照明控制的系統(tǒng)構(gòu)成

該工程以辦公室為主,還有車庫(kù)、會(huì)議室、報(bào)告廳、咨詢廳、餐廳等業(yè)態(tài)。智能照明控制系統(tǒng)由管理計(jì)算機(jī)、中央控制器、智能開(kāi)關(guān)模塊、調(diào)光模塊、人感光傳感器、彩色觸摸屏等組成。系統(tǒng)管理層采用TCP/IP組網(wǎng)模式,設(shè)備層采用C-Bus總線電纜手拉手連接方式。

系統(tǒng)設(shè)置:1F大廳、主要辦公室、會(huì)議室、餐廳、報(bào)告廳、咨詢廳、公共區(qū)域采用彩色觸摸屏集中控制,滿足現(xiàn)場(chǎng)智能面板控制燈的開(kāi)關(guān)、亮度、色溫和場(chǎng)景的需求;辦公區(qū)采用現(xiàn)場(chǎng)智能面板實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景控制,并達(dá)到集中管控;地下車庫(kù)實(shí)現(xiàn)集中控制;管理人員可通過(guò)PC、平板和手機(jī)設(shè)置不同的燈光時(shí)序和管理權(quán)限,以對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行管理和監(jiān)管。

C-Bus總線智能照明控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 C-Bus總線智能照明控制系統(tǒng)

3.4 智能照明控制與光源的協(xié)調(diào)統(tǒng)一

智能照明控制系統(tǒng)節(jié)能效果十分明顯,但如果控制的光源不恰當(dāng),會(huì)對(duì)電源產(chǎn)生影響。如在一些對(duì)氣體放電光源進(jìn)行調(diào)光的模塊,如果不采取措施,非但達(dá)不到節(jié)能的效果,還會(huì)增加電耗。該工程主要采用LED光源,智能控制系統(tǒng)與LED光源結(jié)合,光源和控制系統(tǒng)均能夠達(dá)到很好的節(jié)能效果。

3.5 智能照明控制系統(tǒng)與大樓的集成

智能照明控制系統(tǒng)是大樓智能化系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。智能化大樓的各個(gè)子系統(tǒng)要進(jìn)行系統(tǒng)集成,必須具備兼容的通信接口和協(xié)議。樓宇智能化系統(tǒng)最好能采用分布式、集散型方式,各個(gè)控制子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立,實(shí)施具體的控制,即對(duì)各控制子系統(tǒng)只起信號(hào)收集、監(jiān)測(cè)的作用。因此,作為子系統(tǒng)之一的智能照明控制系統(tǒng)從設(shè)計(jì)上應(yīng)充分考慮與上級(jí)系統(tǒng)的接口和協(xié)議問(wèn)題。

4 結(jié) 語(yǔ)

總線式智能照明控制系統(tǒng)采用多個(gè)智能控制模塊,這些模塊根據(jù)需要進(jìn)行排列,并且嵌入微處理機(jī),最后構(gòu)成總線。該模式能夠獨(dú)立運(yùn)行,即使主機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題,整個(gè)系統(tǒng)也可以正常運(yùn)行。因此,該模式具有較強(qiáng)的可靠性、穩(wěn)定性,開(kāi)放性較強(qiáng),可以實(shí)現(xiàn)綠色照明。目前,該工程采用總線式智能照明控制系統(tǒng)后具有較好的節(jié)能和使用效果。

收稿日期：2018-05-08